光学基本知识与光场传播规律.ppt

光学基本知识与光场传播规律
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第1页，本讲稿共45页
折射 反射 全反射
当
时，逐渐增大入射角，反射角会增大，达到直角
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第2页，本讲稿共45页
此时有：
  10 - 3 a
: 光在传播过程中能绕过障碍物

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S
衍射屏
观察屏
L
L
的边缘而偏离直线传播的现象
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第16页，本讲稿共45页
二. 惠更斯——菲涅耳原理
波传到的任何一点都是子波的波源，
·
·
p
dE(p)
r
Q
dS
S(波前)
设初相为零
n

远场衍射
(2) 夫琅禾费衍射
近场衍射
(1) 菲涅耳衍射
3. 分类:
各子波在空间某点的相干叠加，就
决定了该点波的强度。
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第17页，本讲稿共45页
P处波的强度
取决于波前上Q点处的强度
K( ):方向因子
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第18页，本讲稿共45页
2 单缝的夫琅禾费衍射、半波带法

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S
f
f 
a


透镜L
透镜L
·
p
A
B
缝平面
观察屏
0
δ

(缝宽)
S: 单色光源
 : 衍射角
—— 中央明纹(中心)
当 时，可将缝分为两个“半波带”
A→P和B→P的光程差
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第19页，本讲稿共45页
a
θ
1′
2
B
A
半波带
半波带
1
2′
两个“半波带”上发的光在P处干涉相消形成暗纹。
当 时，可将缝分成三个“半波带”
P处近似为明纹中心
a
λ/2
θ
B
A
λ/2
半波带
半波带
1
2
1′
2′
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第20页，本讲稿共45页
a
λ/2
B
A
θ
形成暗纹。
当 时,可将缝分成四个“半波带”,
——暗纹
——明纹(中心)
——中央明纹(中心)
上述暗纹和中央明纹(中心)位置是准确的，其余明纹中心的位置较上稍有偏离。
一般情况
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第21页，本讲稿共45页
三. 振幅矢量法、光强公式
( N很大 )
每个窄带发的子波在P点振幅近似相等,设为
P处的合振幅EP 就是各子波的振幅矢量和的模
透镜
f

p
x
x
xsin
缝平面
缝宽a

A
B
C
0
观测屏
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第22页，本讲稿共45页
P 处是多个同方向、同频率、同振幅、初
对于O点:  = 0 ,  = 0
E0
E0
……
E0 = N E0
对于其他点P： EP < E0

EP
E0
当N  时, N个相接的折线将变为一个圆弧。
相依次差一个恒量△ 的简谐振动的合成，
合成的结果仍为简谐振动。
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第23页，本讲稿共45页
令
有
又
P点的光强
R
EP
E0
△Φ
△Φ
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第24页，本讲稿共45页
由 可得
(1) 主极大（中央明纹中心）位置：
(2) 极小（暗纹）位置：
由 得
或
(3) 次极大位置：
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第25页，本讲稿共45页
解得 :
相应 :
(4)光强 :
从中央往外各次极大的光强依次为:
, , , …
∴ I次极大 << I主极大
-

o

2
-
-2
y
y1 = tg
y2 = 
+
-
+
·
·
·
·
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第26页，本讲稿共45页
 /a
-( /a)
2( /a)
-2( /a)
sin


1
I / I0
0
相对光强曲线


四. 条纹宽度
:
λ
Δx
I
0
x1
x2
衍射屏
透镜